172486. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezető elemek előállítására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS 172486 Bejelentés napja: 1975. XI. 20. (JA-746) Szovjetunió-beli elsőbbsége: 1974. XI. 25. (2076968,2076899) Nemzetközi osztályozás: H01L 21/385, 21/469 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1978. III. 28. Megjelent: 1979.1. 31. Janushonis Styapas Styapono rádió-mérnök, Belyauskas Bronjus-Vitautas Bronyaus mérnök, Sjherkuvene Vida-Katrina Jule vegyész, Banjulis Vladas Klemovich fizikus, Vilnjus, Szovjetunió Eljárás félvezető 1 A találmány tárgya eljárás félvezető elemek előállítására, különösen tranzisztorok és integrált áramkörök gyártásánál alkalmazott, néhány mikron vagy annál kisebb vastagságú, pontosan elhelyezett rétegekből álló elemek előállítására. 5 Ismert tény, hogy a félvezető elemek fontos jellemzői formájuktól és méreteiktől függenek. Számos félvezető elem optimálisan különböző geometriai alakú és eloszlású kiterjedt felületekkel van 10 kialakítva, ahol a különböző rétegek különböző elektromos tulajdonságokkal rendelkeznek. A különböző térvezérlésű (csatorna) tranzisztorok source és drain tartományai például alapkristály felületére felvitt nagykiteijedésű de keskeny rétegekből áll- 15 nak, ahol a rétegek azonos típusú ötvözetből vannak kialakítva. Ezek között a tartományok között helyezkedik el a csatorna és a gate tartomány. Ha a source-gate távolságot csökkentjük, megnövekszik a félvezető elem határfrekvenciája. A bipoláris tran- 20 zisztoroknál az emitter hossza és szélessége között kell minél nagyobb különbséget biztosítani ahhoz, hogy kellő áramerősség és magas frekvencia legyen elérhető. Ezért vannak az ilyen típusú tranzisztorokban az emitterek hosszú keskeny csíkokként 25 kialakítva. Annak érdekében, hogy csekély bázis-elektróda ellenállást és ugyancsak kis bázis-kollektor kapacitást lehessen elérni, csökkenteni kell az emittemek a bázisablaktól mért távolságát és a bázis felületét. 30 elemek előállítására 2 A félvezető elem méreteinek csökkenését azonban számos tényező korlátozza. A klasszikus fotolitográfia korlátái ismertek, és a különböző rétegek egymást követő előállítása során alkalmazott fotosablonok illeszkedési hibái sem teszik lehetővé a félvezető elemek méreteinek további csökkentését. A fotolitográflai eljárások feloldóképességének határa 1—2 mikron, ami hozzávetőlegesen megegyezik a fotosablonok illeszkedésének hibahatárával. Ismertek jelenleg is olyan eljárások, amelyek segítségével a félvezető elemek méretei bizonyos mértékig tovább csökkenthetők. Ilyen eljárásokat ismertetnek például a 213 398 sz. francia vagy a 3 847 687 és 3 839 104 sz. USA szabadalmi leírások. Ezekkel az eljárásokkal az illesztési hibákat csökkenteni lehet, és a félvezető elemen kialakított rétegek szerkezetét viszonylag pontosan lehet elrendezni. A diffúzió helyét meghatározó emitter-ablakot és a bázisablakot fotosablonra viszik fel, és így alakítják ki a maszkolóréteget. Az így kialakított szerkezetre ezután ismét maszkolóréteget visznek fel, az emittert és a p-vezetési típusú tartományt diffúzióval kialakítják, majd az ablakrészt szelektív maratással szabaddá teszik. Végsősoron azonban ezeknél az eljárásoknál is a fotolitográfiai eljárásoktól függenek a szerkezet méretei és a rétegek távolságai, és a minták illesztései is csak bizonyos tűréssel végezhetők. 172486
